矿山生产设备管理方案.ppt

第五章 矿山生产设备管理,煤矿机械装备制造国产化水平显著提高,煤矿机械装备制造国产化水平显著提高。年产600万吨大采高综采成套技术与装备研制成功，创造了年产原煤1015.5万吨的好成绩；年产千万吨综采成套装备井下工业性试验进展顺利。我国安全高效开采技术与装备总体水平达到国际先进。,煤矿开采技术处于世界先进水平,综放开采技术已成为厚煤层开采的主要途径，煤巷综掘成巷速度达到800m/月，大型煤矿煤巷锚杆支护率达到60%以上，系列防爆柴油机无轨运输车辆在大型煤矿得到广泛应用，煤矿安全监控、煤矿井下人员位置监测、煤炭产量远程监测、生产调度通信等信息技术研发取得成效；,张家口煤机厂、西安煤机厂的刮板机、皮带机佳木斯的掘进机，鸡西采煤机郑州、平顶山的液压支架长沙的变压器等,1 矿山生产设备管理概述,设备管理：是指在企业生产经营和基建施工过程中，通过一系列的技术、经济、组织措施，对设备的规划、设计、造型、购置、安装、使用、维护、修理、改造、更新直至报废的全过程所进行的综合管理工作。,一、矿山生产设备管理的意义1关系生产的正常秩序2关系矿井生产和职工的安全3关系企业的经济效益,1 矿山生产设备管理概述,设备管理包括：,1 矿山生产设备管理概述,二、设备管理的发展从世界范围看，设备管理大体经历了三个时期的发展过程。1事后修理阶段 2预防维修阶段 3设备综合管理阶段,1 矿山生产设备管理概述,设备事后修理时期：设备发生故障之后，再进行修理设备预防维修时期：定期预防维修模式强调设备管理以预防为主，注重设备使用过程中的维护保养检查，并依据设备磨损规律和检查结果，在设备发生故障之前进行有计划的修理。设备综合管理时期：70年代初，形成了设备综合管理理论设备综合工程学(Terotechnology)。,设备管理发展历程,把设备的最经济寿命周期费用作为其研究目的把与设备有关的工程技术、财务、管理等方面结合起来进行综合性管理研究提高设备的可靠性、维修性设计，提高设计的质量和效率。设备的设计阶段对其效率有决定性作用把设备的一生，即整个寿命周期作为管理和研究的对象。设备综合工程学把设备当作一个系统，并以它的整个寿命周期为管理和研究对象强调设备的设计、使用和费用的信息反馈,设备综合工程学,设备管理的任务与目的,设备管理的具体任务可归纳为以下几点：1选好设备 2用好设备 3维修好设备 4管好设备 5做好设备的更新改造工作设备管理的目的：是以经济的费用取得最佳的投资效果。,2 生产设备的选择评价,一、设备的前期管理 设备综合管理 设备的前期,2 生产设备的选择评价,设备前期管理工作的职责分工大致如下，规划部门。工艺及生产准备部门。设计制造部门。财务部门。质检部门。设备动力部门。,2 生产设备的选择评价,二、设备的选择评价设备选择就是设备选型。选设备时要做细致的技术经济分析和评价工作，原则,2 生产设备的选择评价,常用的设备经济评价方法：1投资回收期法 2费用效率分析法 3总费用法,1投资回收期法设备的投资费用与采用新设备后由于提高劳动生产率、节约能源消耗、降低产品成本而获得的收益额进行对比，求得设备的投资回收期。不同设备在其它条件相同情况下以投资回收期短者为优。投资回收期按下两式计算（采用新设备后产量不变）（采用新设备后产量变化）,2 生产设备的选择评价,当两种设备方案对比时：甲设备投资费用高，但使用后生产经营费降低，乙设备投资费用虽较低，但使用后生产经营费却比较高，可用追加投资回收期：（产量相同）（产量不等）,2 生产设备的选择评价,2费用效率分析法 以设备的生产效率的寿命周期费用对比，以设备的费用效率高者为优。,式中，,设备的费用效率,设备的生产效率；,设备寿命周期费用。,2 生产设备的选择评价,设备的 寿命周 期费,2 生产设备的选择评价,3总费用法 把设备的原始投资费用和使用费用换算为相同时间的费用后进行比较。1）年费用法 把设备的初期投资换算成每年均等支出的费用，与年使用费用相加，以年总费用最低者为最优。公式为,2 生产设备的选择评价,2）现值费用法将全年使用费用核算成相当初期投资时的总现值，再与初期投资相加，以现值总费用最低者为最优。公式为：,书中例子,2 生产设备的选择评价,习题1现有甲、乙两种设备，其初期投资甲为20万元乙为30万元，采用该种设备后可使年生产费用降低、甲为4万元，乙为5万元、如其他条件相同，试问应选择何种设备?(答案：甲设备)2某矿欲从甲、乙两种设备中选购一种其初期投资：甲为8万元，乙为10万元，年生产费用甲为1.5万元，乙为1.0万元，设部门标准投资回收期为5年，试用追加投资回收法进行选择。(答案：应选乙设备)3有甲、乙两种设备其初期投资甲为8800元，乙为12000元，年使用费甲为2000元，乙为1600元两种设备的使用年限均为8年，设年利率为6，试用年费法对两种设备进行比较加以选择。(答案：甲设备为优),2 生产设备的选择评价,3 设备的使用与维修管理,一、设备的合理使用合理的使用设备，可降低使用费用，从而降低寿命周期费用。1基本要求（1）根据生产特点和生产任务合理配备。（2）做好设备安装工作。（3）要配备合格的操作维修人员。（4）要为设备创造良好的工作条件。,2建立必要的规章制度（1）专人专机制或多机专人负责制。（2）维修保养制。（3）巡回检查制。（4）交接班制。（5）包机制。（6）设备事故分析制。,3 设备的使用与维修管理,机电设备管理制度、机电设备定期检查、检修制度、设备安装、检修、验收、交接制度、机电运输设备大修管理制度、矿井三大保护管理制度、矿井电气设备定期试验制度、矿井防爆设备检修、验收、使用管理制度、矿井防爆设备检查员管理制度、矿井停送电管理制度、矿井电缆管理制度、提升用钢丝绳检查、试验制度、用电管理制度、机电运输事故造查报告制度、机电运输干部上岗检查制度、机电运输包机包修制度、机电运输质量标准化管理制度、锅炉及其它受压容器使用管理制度、机电运输技术资料、技术档案定期填报制度等等,3 设备的使用与维修管理,3 设备的使用与维修管理,3做好设备使用状况的考核工作常用到设备的“三率”我国煤矿考核设备使用状况常用的指标为“三率”，即设备的完好率、待修率和事故率，其计算公式如下：,3 设备的使用与维修管理,二、设备的维护与检修1设备的磨损及补偿 设备磨损包括,3 设备的使用与维修管理,2）无形磨损指同类型新设备生产出来以后，引起原有设备的贬值。（1）第一种无形磨损。由于设备制造厂提高劳动生产率、降低消耗，生产出价格更便宜的设备，从而使原有的同类设备贬值。（2）第二种无形磨损。由于技术进步，出现更新的、效率更高、性能更好的设备、使原有设备的经济性相对降低，而产生价值损耗和使用价值下降。,3 设备的使用与维修管理,3）设备的综合磨损有形与无形磨损经常是同时发生的，设备综合磨损的度量如下：,3 设备的使用与维修管理,4）事故损坏设备除自然损害还有事故损坏，事故损坏按事故大小有三种分类方法：1)重大事故 下列几种情况属重大事故；机械设备破损过重无法修复，直接损失价值在万元以上；因机电事故造成全矿停产8h以上(建井期间停工2天以上)；事故性质极恶劣影响很坏的。2)大事故 机电主要设备直接损失价值在5000元以上；发生主绞车断绳跑车、主扇停风30min、主变电所停电30min以上时均为大事故。3)一般事故 机电设备直接损失在500元以上的均为一般事故。,3 设备的使用与维修管理,2设备的维护保养 按工作量大小可分为,3 设备的使用与维修管理,3设备的修理 设备损坏和精度劣化，通过修理恢复。1）修理的种类 按修理的性质可分为,3 设备的使用与维修管理,2）计划修理的方法3）设备检修计划,4 设备改造更新与报废,一、设备的技术改造设备的技术改造：指对设备的结构作局部改变，从而改善设备的性能和提高其生产效率。设备技术改造是克服现有设备的技术陈旧状态，消除第2种无形磨损，促进技术进步的方法之一，也是扩大设备的生产能力，提高设备质量的重要途径。,二、设备的更新 是用新设备代替旧设备；从价值形态上讲，是消耗掉的价值重新得到补偿。这种更新不仅恢复原有设备的性能，而且使设备技术水平提高，具有技术进步的性质。,设备的寿命,（1）物质寿命。是由设备的物质磨损所决定的 设备使用寿命。其长短同设备的制造质量 和使用维护工作有着直接关系。（2）经济寿命。通常以最低平均使用费用来确 定使用期限，以使用费用决定设备寿命（3）技术寿命。由于科学技术的发展，使原有 设备提前报废。它一般比物质寿命短。,2经济寿命的确定（1）静态年费法。由经济寿命知：平均年总费用最低的年限就是经济寿命。年平均总费用包括,设备的寿命,（2）低劣化数值法。概念低劣化。设备的年平均折旧费与使用年限成反比 关系。而年平均维持费则与使用年限成正比，这两种费用之和，必然在某一时间会出现最低点，而与此最低点相对应的年限即为该设备的经济寿命。,设备的寿命,设备故障类型,设备平均总费用曲线图,设备在使用了年后，其年平均使用费为：,式中 Y设备平均使用费 P0设备初期投资费 T设备使用年限 设备年低劣值,设备的经济寿命为：,设备的寿命,二、设备的报废,凡具备下列条件之一者可申请报废：1主要结构、部件已损坏到不堪使用；2修理费用过大，经济上不合理；修复费用超过原值或重置价值达80以上者。3意外灾害或突然事故，使设备无法修复；4结构性能有严重缺陷，或淘汰型设备；5长期使用的内燃机械，虽经修理，燃料消耗仍高于生产厂规定的20以上。或是能源消耗严重，给经济效益带来严重恶果的设备；,5 矿山生产设备的可靠性管理,一、矿井设备可靠性的数量指标对于不可修设备，可用可靠度和平均寿命来描述其可靠性特征。用来描述设备的寿命，的分布函数为：,称为设备的可靠度函数或可靠度，是指设备在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率。,得出在时刻t以前设备正常的概率为：,矿井设备中大部分都是可修的。对于可修设备，其可靠性数量指标主要有：可靠度、维修度和可用度。随机变量的均值，就是设备的平均寿命：,1可靠度,从统计观测可知，可靠度是指设备或系统在规定条件和规定时间内,完成规定功能的概率。若设备从开始使用到发生故障前的无故障工作时间为T(对可修复设备为相邻两次故障之间的工作时间)，规定的时间为t，Tt为一随机事件，表示在时间(0，t)内，设备完成规定功能的概率，记作：R(T),R(t)P(Tt）t0 设备不能完成规定功能的概率记作：F(t)P(Tt)t0 R(t)F(t)1R(t)称为可靠度函数，F(t)称为故障分布函数 设备无故障工作时间的分布函数为：,2维修度维修度表示设备维修难易程度，即设备在规定的条件下和规定的时间内完成维修的概率。,式中 m（t）维修密度函数大部分矿井设备的维修密度函数服从负指数分布：,式中 u维修率，即单位时间内设备被修复的次数,3可用度对可修设备来说，可以用一个二值函数来描述它，令：,时刻t的瞬间可用度定义为：,6 矿山电气设备安全管理,电火花易引起瓦斯和煤尘爆炸事故，应加强防爆电气设备的管理。防爆电气设备：各类电气设备，对其采取安全技术措施以后，能保证其在一定的爆炸危险场所安全供用电。,基本概念,1 类别 1类 煤矿用 2类：工厂用2 防护等级：IPXX表示 第一位表防外物，第二位表防水 3 产品安全标志 MA 煤安，入井准用证，EX 防爆总标志,矿用电气设备要求,（一）适应井下空间狭小的要求。矿用电气设备的尺寸要小，重量要轻。（二）矿用电气设备要便于移动，应采用橡胶软电缆和专用的电缆插销装置向移动机械供电。设备的底部应装小轮或撬板以便于移动。（三）井下电气设备必须有十分坚固的外壳，同时要便于拆装以便于移置到安全地带。（四）井下有煤尘、潮气和淋水，电气设备应做成密封的并涂以防锈防腐的油漆。电气设备的绝缘材料应防潮，并设有防触电的闭锁装置。（五）井下有瓦斯、煤尘燃烧和爆炸的危险，电气设备应做成防爆型或安全火花型。,6 矿山电气设备安全管理,一、煤矿井下防爆电气设备1煤矿防爆电气设备的类型 按照国标GB 3836爆炸性环境用防爆电气设备制造。该类型电气设备适用于煤矿低瓦斯、高瓦斯和有煤尘与瓦斯突出、喷出的区域，根据其原理又分为10种设备类型：隔爆型d、增安型e、正压型p、充油型o、充砂型q、本安型i、特殊型s、浇封型m、气密性h、无火花型n等。,一、煤矿井下防爆电气设备,1）隔爆型电气设备（1）隔爆型电气设备的结构特征隔爆型电气设备具有一个坚固的隔爆外壳，这种外壳可将其内部的火花、电弧与隔爆外壳环境中的混合爆炸物隔开，还有一定的机械强度。,（2）隔爆原理隔爆性隔爆就是电气设备外壳内发生爆炸，其产物通过间隙不会引起设备外爆炸物的爆炸。隔爆性是由外壳的接合面宽度、间隙和表面粗糙度来实现隔爆的一种性能。耐爆性耐爆性是指外壳的结构强度，即隔爆外壳为了承受住爆炸引起的压力波的作用，所必须具有的结构强度。,一、煤矿井下防爆电气设备,2）增安型电气设备（1）增安型电气设备结构特征增安型防爆结构只能应用于在正常运行条件下不会产生电弧、火花或不可能点燃爆炸性混合物的高温热源的设备上。该型设备只是在其结构上采取了一定措施提高其安全程度，以避免在正常和认可的过载条件下出现上述现象。（2）增安型电气设备采取的安全措施增安型电气设备采取了一系列的安全保护措施达到其安全性能：有效的外壳保护；电路的可靠连接；增大电气间隙与爬电距离；加强与提高绝缘水平；加强温度的限制。,一、煤矿井下防爆电气设备,3）本质安全型电气设备（1）本质安全型电气设备的类型由本质安全型电路组成的电气设备称为本质安全型电气设备。全部电路都是本质安全电路的电气设备为单一式本质安全型电气设备；局部电路为本质安全电路的电气设备为复合式本质安全型电气设备。,一、煤矿井下防爆电气设备,（2）本质安全电路原理本质安全电路是根据安全火花原理，通过合理选择电气参数，使系统在正常或故障状态下，产生电火花能量相当小，不能点燃爆炸混合物的爆炸。电火花有电阻性、电容性和电感性三种。只要在电路的设计上合理选择元件，限制电路中的电流、电压等参数，就能达到限制火花能量的要求。方法有：合理选择电气元件，降低供电电压。通过增大电路电阻或利用导线电阻来限制电路的短路故障电流。采取消能措施来消耗能量元件的能量。,一、煤矿井下防爆电气设备,（3）本质安全型电气设备的特点本质安全型电气设备结构简单、体积小、重量轻；制造、维修方便、投资少；安全性能可靠。本安型是一种比较理想的防爆设备，在满足技术要求的情况下，应优先选用。,一、煤矿井下防爆电气设备,4）正压型电气设备它具有正压外壳，可以保持壳内新鲜空气或惰性气体的压力高于周围爆炸性环境的压力，并能阻止外部混合物进入壳内。5）充油型电气设备全部或部分部件浸在油内，使设备不能点燃油面以上的或壳外的爆炸性混合物的电气设备。,一、煤矿井下防爆电气设备,6）充砂型电气设备外壳内充填砂粒材料，使之在规定的使用条件下壳内产生的电弧、传播的火焰、外壳壁或砂粒材料表面的过热，均不能点燃周围爆炸性混合物的电气设备。7）无火花型电气设备在正常运行条件下，不会点燃周围爆炸性混合物，且一般不会发生有点燃作用的故障的电气设备。,一、煤矿井下防爆电气设备,8）浇封型电气设备整台设备或其中部分浇封在浇封剂中，在正常运行和认可的过载或认可的故障下，不能点燃周围的爆炸性混合物的电气设备。9）气密型电气设备凡具有气密封外壳的电气设备。气密封外壳是用熔化挤压或胶粘的方法进行密封的外壳。这种外壳能防止壳外气体进入壳内。,一、煤矿井下防爆电气设备,10）特殊型电气设备指采用的防爆措施不为上述9种基本防爆类型所包括，经过防爆检验证明确实具有防爆性能的电气设备。使点火源与爆炸性气体 混合物进行了隔离，即 正常或故障时产生的危 险因素，不与爆炸性混 合物直接接触。按国外的 要求，特殊型电气设备的 防爆水平应达到本质安全型。,一、煤矿井下防爆电气设备,四、矿用电气设备防爆标志及选型,1.矿用电气设备防爆标志,矿用电气设备选型的规定,6 矿山电气设备安全管理,2防爆电气设备的检验 防爆合格证由6位数字组成：电气设备外壳的明显处，须设置清晰的永久性凸纹标志“Ex”,6 矿山电气设备安全管理,二、煤矿井下防爆电气设备的通用要求1温度与耐潮电气设备运行环境温度 一般为2040。失效率、绝缘介质强度、冻结液体湿度增加允许最高表面温度为150；还可采取措施提高。电气设备表面易堆积煤粉、木屑及其它杂物，设备表面温度超过200时，就会发生闷燃现象。井下的空气温度一般在2030之间，最高温度约为32.8，,湿度：单位体积空气内所含水气密度d1和同温度下饱和水气密度d2的百分比。湿度高对电路不利，降低可靠性相对湿度为9298，最高相对湿度可达到凝露。,6 矿山电气设备安全管理,6 矿山电气设备安全管理,2进线装置 煤矿井下的防爆电气设备的进、出线均采用电缆，是外电路的 电线或电缆进入防爆电气设备的过渡环节，进线装置具有将电缆固定或压紧的作用，起到防护作用。,6 矿山电气设备安全管理,3紧固件 紧固用螺栓和螺母须之间 采用弹簧垫圈起到防松作用。4联锁装置 防爆电气设备均应设有联锁装置，防止误操作时造成人身触电和机 电事故，从结构上保证操作顺序。如：设备带电时，不能拆卸，可卸部分取下时，设备不能通电。,6 矿山电气设备安全管理,5接线与接地接线：应有足够的强度，不应发生接触不良现象。接地：为了保证人身安全和防止漏电火花的有效措施。三大保护系统短路及过载保护、并下接地保护、井下漏电保护。四双：双风机、双电源、双线路、双开关三专：专用变压器、专用开关、专用线路两闭锁：风电闭锁、瓦斯电闭锁一自动：风机自动切换,（1）井下供电应做到三无：无鸡爪子，无羊尾巴，无明接头；四有：有过流保护和漏电保护，有螺丝和弹簧垫，有密封圈和挡板，有保护接地装置；两齐：电缆悬挂整齐，设备硐室清洁整齐；三全：防护装置全，绝缘用具全，图纸资料全；三坚持：坚持使用检漏继电器,坚持使用煤电钻、照明、信号综合保护装置，坚持使用风电、瓦斯电闭锁。（2）井下防爆电气设备的运行、维护和修理工作，其质量必须符合防爆性能的各项技术要求。防爆性能受到破坏的电气设备，应立即处理或更换，禁止使用失爆电气设备。,6 矿山电气设备安全管理,